重载铁路大跨度钢桁梁桥面系选择及分析
浅析大跨度钢桁架结构
浅析大跨度钢桁架结构相比混凝土大跨度结构,钢材具有轻便性高,塑性和韧性好等优点,其加工、制造与施工也相对方便,可在保证尽可能减小结构重量的同时提高施工效率。
所以,当前大跨度结构仍选用钢材作为主要材料。
在国内钢材产量不断提高的推动下,钢材质量也在逐渐完善,相应的品种规格也日益丰富,这使得钢结构在国内迅速发展。
依据目前的钢材防腐耐火情况,各类管材、型钢等均可大范围应用于大跨度结构。
因此,加强有关大跨度钢桁结构的研究,对于提高大跨度钢桁结构的应用质量具有重要意义。
一、大跨度钢桁架结构屋架选型在对大跨度钢桁架进行结构设计和分析时,应重点确定该结构屋架选型。
其主要确定标准有:(1)受力恰当:屋架选型应保证结构受力科学,在保证受力合理条件下才能促使各杆件完全发挥作用。
相对于桁架结构的弦杆而言,能使各弦杆内力趋于一致便表明受力恰当。
依据施工经验,在简支屋架中,为保证受力恰当,其结构外形需类似于屋架在均布荷载条件下的弯矩图,因此弦杆需采用折线形。
而折线形弦杆制作相对繁琐,且施工难度较大,在当前施工中已不再常用。
对于三角形屋架,因结构形式局限,无法满足短杆受压、长杆受拉要求,且由于腹杆数量较多,所以通常选用人字式腹杆;对于平衡弦屋架或梯形屋架,若选用斜腹杆形式,虽可保证受力合理,但相比人字式腹杆其节点较多,所以也应选用人字式腹杆方式。
[1]作为一种悬臂的空间桁架结构,塔架主要用于承受水平荷载。
塔架下方所承受的弯矩最大,所以塔架通常选用正放的棱锥形式。
若塔架高度较低,其弦杆可选用直线形式;若塔架高度较高,则弦杆选用折线形式。
(2)符合使用标准:在设计钢屋架前应先确定屋架的坡度,屋架坡度应与防水材料相匹配。
对于梯形屋架,因其上弦相对平缓,坡度通常在1/12~1/8之间,可采用钢筋混凝土或压型钢板铺设屋架。
若屋面材料使用长压型钢板且沿顺坡方向进行铺设时,屋架坡度可控制在1/20以内,所以其可选用铰接或刚接等方式与支撑柱连接。
大跨度钢桁架桥梁结构的模态分析
大跨度钢桁架桥梁结构的模态分析摘要:随着我国冶钢技术和防腐技术的发展,在桥梁设计中开始越来越多地采用钢结构桥。
大跨度钢桁架桥因为跨越能力较强、造型美观、坚固耐用、有利于现瞻等特点,在工程建设中被越来越多地使用。
本文采用ANSYS有限元分析法,对某一大跨度钢桁架桥进行模态分析,得到该大跨度桥的阵型及频率周期等数值,寻求桥梁结构的变形规律,为今后的抗震性能分析作基础。
关键词:ANSYS;大跨度;刚桁架桥;模态分析引言随着我国冶钢技术和防腐技术的发展,在桥梁设计中开始越来越多地采用钢结构桥。
其中刚桁架桥以其架设灵活、结构稳定等特点成为桥梁选型的首选桥型之一。
钢桁架桥以钢桁架形式建造,一般是由钢铁材质焊接成的框架式结构,施工周期短,可以充分利用材料强度和三角形结构的优势,布置灵活,承载能力强,耐久性好。
虽然与连续梁、系杆拱、矮塔斜拉桥等钢结构桥相比,成本略高,因其刚度大、稳定性及抗震性能好成为很多情况首选桥型。
而近几年来大跨度桥梁也飞速发展,大跨度钢桁架桥因为跨越能力较强、造型美观、坚固耐用、有利于现瞻等特点,在工程建设中被越来越多地使用。
因此研究大跨度钢桁架桥的抗震性能具有重要意义。
1 模型建立1.1 工程概况某大跨度钢桁架桥,全桥长96m,桥面宽10m,高为16m,桥面板为0.45m 厚的混凝土板。
桥的端斜杆、上下弦、腹杆及横向连接杆均为工字型钢(图1)。
1.2 单元选择梁单元用beam4来模拟。
它是一个轴向拉压、扭转和弯曲的单元,每个节点有6个自由度,包括3个平动和3个转动自由度。
本单元具有应力刚化和大变形功能。
桥面板单元用shell63来模拟。
1.3 边界条件和加载结构为简支桁架,左端固定铰支,右端活动铰支。
建立有限元模型。
根据下表1,建立实常数,用ANSYS软件建立有限元模型,该桥的有限元模型如图2所示。
2 模态分析模态分析是动力学分析中很重要的基础分析,是谐响应分析,瞬态分析及反应谱分析等其他动力学分析的起点。
大跨度钢桁架桥梁的结构设计
大跨度钢桁架桥梁的结构设计摘要钢桁架桥梁的使用主要在一些公路桥梁中,在城市规划建设中使用较少。
但是近些年来随着城市道路的快速发展和铁道事业不断推进,大跨度的钢桁架梁桥也得到了很大的发展。
鉴于大跨度钢桁架桥梁在使用中施工方便和能够承载较大的交通量的优势,给城市中桥梁建设提供了更多的选择。
在本文中,详细的介绍了大跨度钢桁架桥梁的结构设计特点,包含有桥梁结构的构造要求,通过使用有限元软件的分析方式,对于大跨度钢桁架梁桥的设计要点和结构承载进行讨论。
关键词大跨度钢桥;大钢桁架桥梁;结构设计;桥梁设计在城市的发展过程中,对于交通的需求不断提升。
在遇到自然阻碍的情况下需要不断提高工程的智慧来完成实际的需要。
面对江河的阻隔,架设桥梁方面就需要改变以往的设计思路。
这样的情况下,大跨度钢桁架桥梁就应运而生。
下面我们对大跨度钢桁架桥梁的结构进行设计。
1 工程结构概况某桥梁的整体结构选用下承式大跨度钢桁架桥梁,在桥梁的上部结构中包括有桥面结构、主桁架、桥梁连接体和桥梁支座等五个主要部分。
大跨度钢桁架桥梁桥面铺装结构使用厚度为30cm的钢筋混凝土连续板,并在钢筋混凝土上面铺设有3cm~6cm的防水层和6cm的沥青混凝土层。
整体的桥面板上采用16个现浇钢横梁。
桥梁的上部结构中所选用的混凝土强度为C45,承受荷载的钢筋为HRB450,构造筋为HRB400。
大跨度钢桁架桥梁的桥面结构由钢横梁和纵梁组成。
相比于一般跨径的传力结构相似,大跨度钢桁架桥梁通过桥面将荷载向下传递(纵梁--横梁),通过传力节点最终分布在钢桁架杆件中。
在桥面的钢桁架的横梁中有16道,断面采用工字型的焊接钢,尺寸为2□800×60,1□850×50(单位mm)。
因考虑到桥梁的结构为大跨度,承受的荷载较大,所以结构设计时采用混凝土和钢架共同受力的模式,同时在钢架顶端设置有螺栓剪力键,更好的使混凝土和钢架共同受力。
桥梁的连接体的作用是使得横梁和纵梁能够在风荷载的作用下保持稳定性,并且能在地震的作用下有一定的抗倾覆能力。
分析大跨度铁路桥梁桥型方案构思与设计
分析大跨度铁路桥梁桥型方案构思与设计发表时间:2018-12-27T16:12:20.763Z 来源:《防护工程》2018年第29期作者:高军林晓[导读] 对于公路、铁路两用的大桥,其公路的桥面宽度是相对比较大的,而且也有极大的桥梁横向刚度,且桥面的恒载重能够降低列车的振动1.清华大学土木工程系北京海淀 100083;2.武广高铁公司湖北武汉 430212;3.中国石油大学(北京)北京昌平 100061摘要:对于公路、铁路两用的大桥,其公路的桥面宽度是相对比较大的,而且也有极大的桥梁横向刚度,且桥面的恒载重能够降低列车的振动,所以可以看出其与单纯的铁路桥梁进行对比,是可以满足列车运行需求的。
文章就针对大跨度的铁路桥梁的桥型方案构思以及设计开展分析,明确大跨度铁路桥梁特点以及设计原则的同时,制定完善的大跨度铁路桥梁桥型方案内容,为桥梁建设工程的开展提供有利保障。
关键词:大跨度;铁路桥梁;桥型方案构思;设计;想要更好的提升大跨度铁路桥梁桥型方案设计的科学性,就一定要对大跨度的铁路桥梁桥型设计的构思以及设计技巧等开展全面的分析,以此来进一步的提升整体设计水平,这样才能有效提升桥梁的建设质量和整体水平。
一、桥梁设计的原则分析(一)注重安全可靠的原则在开展桥梁结构设计工作中,应正确的考虑和分析桥梁强度、稳定性以及耐久性等,确保这几点具有安全性质。
在桥梁设计中,在设计防撞栏杆时,应考虑人和车流间安全性,而且防撞栏杆应发挥其高度以及强度的优势,从而杜绝车辆因撞坏人行道或是栏杆,从而导致安全事故的出现。
(二)重视其适用的耐久性在开展桥梁设计中,也要分析桥面的宽度,使其能够满足当前以及以后规划期限内交通的流量,其中还包括行人通道的交通流量等。
以此来保障桥梁结构开展常规荷载试验时,杜绝发生变形以及较宽裂缝等,保障其能够在设计标准内的桥梁荷载承受能力,这样可以将其放心的投入到使用中。
对于桥跨的结构应保障不会对其下方泄洪、通航以及车辆和行人的通行等带来影响。
重载运输下大跨度钢桁梁桥病害分析及试验研究
重载运输下大跨度钢桁梁桥病害分析及试验研究
张二田
【期刊名称】《石家庄铁道大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2014(000)002
【摘要】随着重载运输的不断发展,铁路钢桥病害日益凸显。
以朔黄铁路64 m
下承式钢桁梁为对象,对其出现的典型支座病害的成因、处理方法和病害对桥梁运营的影响进行了系统的分析研究。
研究结果表明:由于4个支座之间存在高低不平,且支座表面存在一定程度的不平整,支座部位构件产生了一定程度的初始应力,在重载列车的反复作用下,导致支座联接构件出现疲劳断裂破坏,进而引起桥跨结构跨中横向加速度、竖向振幅的急剧增大和主桁杆件受力的显著变化,危及行车安全。
通过更换结构部件和改变支座高程的方法能够消除支座病害影响,整治效果显著。
【总页数】7页(P6-11,18)
【作者】张二田
【作者单位】朔黄铁路发展有限责任公司,河北肃宁 062350
【正文语种】中文
【中图分类】U443
【相关文献】
1.重载运输下大跨度钢桁梁桥病害分析及试验研究 [J], 张二田;
2.客货混跑线路重载运输条件下道岔设备病害分析及整改对策 [J], 王建强;杨毅;李
全旺
3.基于重载运输条件下的大跨度钢梁动力性能试验研究 [J], 刘楠;
4.高速铁路大跨度钢桁梁桥典型病害及运营安全性分析 [J], 蔡正东
5.重载运输条件下64m单线钢桁梁桥静动力学性能分析 [J], 牟志钰
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钢桥施工技术——钢桁梁桥
钢桥施工技术——钢桁梁桥钢桁梁(图6.3.1)的出现来自钢板梁的演变,人们根据梁的截面在中性轴附近应力最小的理论,研究从板梁的腹板中挖掉若干方格以节省钢料和减轻梁的自重的办法,并逐步演变为用三角形组成的桁架来代替板梁。
钢桁梁和板梁的主要区别是:桁架以腹杆(斜杆和竖杆)代替板梁,在竖向荷载作用下,桁架中的所有杆件都顺着杆件轴向承受压力或拉力,杆件截面上的材料都发挥相同的效能。
与板梁相比,桁梁的主要优点:一是跨越能力较大;二是当跨度较大时,自重也较轻,节省钢材,一般使用跨度都大于30 m。
钢桁梁主要类型有上承式简支钢桁梁、下承式简支钢桁梁、下承式连续钢桁梁等。
其主要由桥面、桥面系、主桁、连接系及支座等 5 个部分组成。
列车作用于钢桁梁的荷载,首先通过桥面的基本轨传送给桥枕,桥枕传给桥面系的纵梁,纵梁传给横梁,横梁传给主桁,主桁传给支座,支座传给墩台。
一、主桁主桁(图6.3.2)是钢桁梁桥的主要承重结构。
钢桁梁桥有两片主桁架,每片桁架一般由上弦杆、下弦杆、斜杆及竖杆等组成,斜杆和竖杆统称为腹杆。
两片主桁架的作用相当于板梁的两片主梁。
铁路钢桁梁桥一般采用下承式。
图6.3.1 钢桁梁图6.3.2 下承式钢桁梁组成示意图1. 主桁形式我国中等跨度(48~80 m)的下承式桁梁桥,其主桁结构常采用图6.3.3(a)中的几何图示,而不采用图6.3.3(b)。
二者的斜杆方向不同,基于此,在竖向荷载作用下,图式6.3.3(a)的竖杆较图式(b)受力较小,受压斜杆的数量也较少,而且图式6.3.3(a)的弦杆内力不像图式6.3.3(b)那样在每个节间都得变化一次,因而图式 6.3.3(a)的弦杆截面,易于选择得较为经济合理。
由于这些原因,使图式6.3.3(a)比图式6.3.3(b)更为节省钢料。
具有图6.3.3(a)这种形式的桁梁桥,其构造简单,部件类型较少,适应设计定型化,有利于制造与安装,宜于选作标准设计桁梁桥的主桁图式。
大跨度钢结构桥梁的施工技术分析
大跨度钢结构桥梁的施工技术分析大跨度钢结构桥梁是现代化桥梁工程中常见的一种形式,其结构设计稳定、使用寿命长、设计美观。
然而,这种桥梁施工难度大,需要特定的施工技术和安全管理。
本文将分析大跨度钢结构桥梁施工中的一些技术问题。
一、基础施工技术大跨度钢结构桥梁必须有能够承受桥体自重和外部荷载的良好基础。
施工基础时,需要对基础进行全面的勘察、测试和分析,以确保基础的质量和稳固性。
此外,施工基础时还应考虑河流的水流情况、水深、河床状况等因素,确保基础工程的安全和可靠性。
二、安全管理技术在大跨度钢结构桥梁的施工期间,需要将安全管理作为重中之重。
施工现场应设有专门的安全指导员,并建立相应的安全管理体系,提高工人的安全意识。
此外,应对施工过程中的各个环节进行周密的安全分析和预防措施。
三、钢结构制造技术钢结构制造是大跨度钢结构桥梁施工过程中的重要环节。
在制造钢结构时,需要以实际情况为基础,确保制造过程中的质量和精度。
同时,需要大力推广新型的制造技术和设备,提高生产效率和质量水平。
芯板也是大跨度钢结构桥梁的重要组成部分。
在施工芯板时,需要考虑到芯板尺寸的精度、材料的质量和稳定性,以及芯板的加工精度和施工质量。
施工芯板时,需要使用高端的加工设备和技术,确保芯板的加工精度和质量。
五、框架制造和拼装技术框架制造和拼装技术也是大跨度钢结构桥梁施工过程中的关键环节。
在制造和拼装框架时,需要考虑到框架制造工艺和制作材质的质量和稳定性。
另外,在框架拼装时,需要注意拼装的精度和准确性,以确保框架在施工过程中的稳定性和安全性。
总结而言,大跨度钢结构桥梁的施工需要特定的技术和设备,应综合考虑安全管理、技术要求和施工流程等因素,并制定相应的管理和控制措施,确保施工质量、效率和安全性。
特大桥钢桁梁总结汇报
特大桥钢桁梁总结汇报特大桥钢桁梁是一种用于大型桥梁的结构元件,具有重要的桥梁支撑功能。
本文将总结和汇报特大桥钢桁梁的相关信息,包括其定义、结构特点、应用领域、优缺点以及发展趋势,以期对相关领域的研究和实践提供参考。
特大桥钢桁梁,又称为特大跨径钢结构桥梁,是指跨度大于1000米的桥梁结构。
由于传统的混凝土桥梁在大跨度情况下存在技术难题,特大桥钢桁梁作为一种新型桥梁结构应运而生。
其主要组成部分是桁架结构,由水平和垂直网格构成,通过钢材连接在一起。
桁架结构的设计和施工需要考虑多种因素,如载荷特性、材料强度和桁架梁自身的稳定性等。
特大桥钢桁梁的结构特点主要表现在以下几个方面。
首先,特大桥钢桁梁具有较轻的自重,可以减少对桥基的荷载,从而降低桥梁的建设成本。
其次,桁梁结构的钢材耐腐蚀性能良好,具有长期的使用寿命。
再次,由于桁梁结构的连续性好,具有较高的整体刚度,能够有效地分担荷载,提高桥梁的承载能力。
特大桥钢桁梁的应用领域非常广泛。
首先,它广泛应用于大型公路和铁路桥梁的建设。
特大桥钢桁梁的大跨度特点使得其在跨越宽阔江河和峡谷方面具有独特的优势,可以有效解决传统桥梁结构无法满足的需求。
其次,特大桥钢桁梁也用于建设城市间铁路和城市轨道交通,为城市交通建设提供了可靠的支撑。
此外,特大桥钢桁梁还逐渐应用于一些特殊工程领域,如航空航天和海上大桥等。
然而,特大桥钢桁梁在应用过程中也存在一些问题和挑战。
首先,由于其设计和施工难度较大,需要高水平的技术和工艺支持,增加了桥梁建设的难度和成本。
其次,特大桥钢桁梁需要定期维护和保养,以确保其结构安全和使用寿命。
此外,特大桥钢桁梁的构造形式和尺寸也限制了其在一些特殊环境下的应用,需根据实际情况进行调整和改进。
针对特大桥钢桁梁的发展趋势,可以预测以下几个方向。
首先,随着科学技术和施工工艺的不断发展,特大桥钢桁梁将更加简化和模块化。
其次,钢材的研发和应用将为特大桥钢桁梁提供更多的选择,可以提高结构的强度和稳定性。
跨铁路桥T梁架设方案简析
跨铁路桥T梁架设方案简析概述:跨铁路桥是指横跨在铁路线上的桥梁,它的设计与施工对于确保铁路线的运行安全和桥梁的整体性能都具有重要意义。
本文将对跨铁路桥梁架设方案进行简析,包括梁种选择、施工方法和安全措施等方面。
梁种选择:常见的跨铁路桥梁梁种包括钢桁梁、预应力混凝土梁和板梁等。
每种梁种具有其特点和适用场合。
例如,钢桁梁具有施工快捷、自重轻、经济效益好等优点,适用于跨度较大的桥梁;预应力混凝土梁具有高强度、抗裂性好等特点,适用于需要较高承载能力的桥梁;板梁则适用于较小跨度的桥梁。
因此,在选择跨铁路桥梁的梁种时,需要考虑桥梁的跨度、荷载要求、施工时间和成本等因素。
施工方法:跨铁路桥梁的架设需要采取合适的施工方法,以确保施工过程中对铁路线的影响最小化。
常见的施工方法包括:1.工字架法:该方法适用于较小跨度的桥梁,通过在桥梁两侧搭设工字钢架梁,再用吊车将桥梁吊装到位。
这种方法施工简单、成本较低,但对铁路线的影响较大,因此需要在施工前进行必要的铁路交通调整。
2.吊装法:该方法适用于较大跨度的桥梁,通过预先搭设起重设备,将桥梁整体吊装到位。
这种方法施工效率较高,对铁路线的影响较小,但需要考虑吊装设备的选用和施工现场的条件。
3.预制法:该方法适用于钢桁梁和预应力混凝土梁的制作。
桥梁的构件可以在离现场较远的工厂预制,然后通过运输装置将其运至现场进行拼装。
这种方法能够降低现场施工的难度和影响,并提高施工速度和质量。
安全措施:跨铁路桥梁的施工过程中需要采取一系列安全措施,以确保施工人员的安全和铁路线的正常运行。
常见的安全措施包括:1.限制施工区域:在施工过程中,需要对铁路线进行临时限制,确保施工区域内没有任何行驶的火车。
这可以通过设立临时警示标识、设置临时围栏和设立施工警戒线等方式实现。
2.停电保护:在施工过程中,需要与铁路供电部门进行沟通,及时停止并断电供应铁路线上的电力,以避免电击事故的发生。
3.安全防护设施:施工现场应配备安全防护设施,如安全帽、安全带、护目镜、防滑鞋等,以保障施工人员的人身安全。
铁路钢桁梁顶推架设方案及工程造价分析
铁路钢桁梁顶推架设方案及工程造价分析作者:温中伟来源:《科技视界》2013年第02期【摘要】铁路钢桁梁跨度大、刚性强、耐久性好,在我国应用广泛。
铁路钢桁梁顶推架设作为钢桁梁架设的新方法,在钢桁梁架设施工中运用前景广阔。
本文详细介绍刚桁梁顶推架设施工方案及造价分析,以资类似工程参考借鉴。
【关键词】钢桁梁;顶推;造价分析钢桁梁作为大跨度铁路桥梁主要梁部结构形式,在我国得到广泛应用。
从20世纪50年代武汉长江大桥、南京长江大桥到20世纪90年代芜湖长江大桥、再到近年设计时速250-350km/h的高速铁路南京大胜关长江大桥、武汉天兴洲长江大桥、郑州黄河公铁两用桥,主桥均采用钢桁梁桥式结构。
传统钢桁梁架设采用架桥机悬臂架设,但对于多孔连续及多孔连接钢桁梁,架桥机架设则存在施工速度满、工期长、高空作业施工不便,危险性大、造价高等不利因素。
为了使钢梁拼装达到工厂化施工条件,降低工程造价,降低钢梁架设风险,满足钢桁梁快速施工的要求,郑州黄河公铁两用桥建设者们经过努力,首次实现了大跨度多孔钢桁梁岸边平台标准化拼装,顶推前进,最终达到设计位置,然后落梁就位。
既降低了工程造价,又实现安全标准快速施工。
现将钢梁顶推架设方案及相关工程造价进行详细介绍。
1 工程简介郑州黄河公铁两用桥为石武铁路客运专线及河南省规划的中原黄河公路大桥跨越黄河的共用桥梁,桥位距下游京珠高速公路黄河大桥约6km。
公路桥南北均与107国道相连接。
桥梁总长9176.548m,包括120+5×168+120的六塔连续钢桁梁单索面斜拉桥和120+3×20+120m连续钢桁梁桥及滩地184孔40.7m预应力钢筋混凝土箱梁引桥。
公路、铁路为上下层排列,上部为公路桥,下部为铁路桥。
2 顶推施工方案简介本文所介绍的钢梁第一联采用120+5×168+120m的六塔连续钢桁结合梁斜拉桥。
主桥采用无竖杆的三角形桁式,桁高14m,节间间距12m。
